FreeCADでBIM建築モデルを作成する

　モデルの面に画像データを貼り付けることを、テクスチャマッピングといい、建築ではインテリアパースなどの素材感を見せたい資料作成に効果的な機能である。 　FreeCADにはImageワークベンチがあって、画像を作業平面に読み込むことはできるが、モデルの面に合わせて貼り合わせることができない。 　 　何か方法がないかと探していたところ、ネット上にArchTexturesワークベンチを使って画像イメージをモデルに貼り付ける動画が公開されていたので、今回はこれを紹介する。 　 画像を立体に貼り付けてサイズを調整し、面ごとに角度の変更も可能 なのでテクスチャマッピングとしての基本的な機能は備えている。ただし、 LuxCoreRenderでのレンダリングには表示されなかった ので、シェーディングまでしか対応していないのかもしれない。その原因が仕様なのか、レンダリングエンジンとの相性なのかはわからない。 　テクスチャマッピングをするために、 ArchTexturesワークベンチ を、アドオンマネージャーでインストールする。 インストール方法は、BIMや他のワークベンチと同じで、Arch Texturesを選択してインストールし、完了すると再起動する。 建築オブジェクトにはMaterialプロパティがあるが、ソリッドにはない。 Materialプロパティがないソリッドは、まずマテリアルプロパティを作成する必要がある。 Partワークベンチでプリミティブ立方体を作成し、これにMaterialプロパティを追加してみる。 立方体を選択し、データタブで右クリックするとメニューが出るので、全て表示（Show all)をクリックする。 プロパティのLabel2の下にExpressionが表示されるので、右の欄を右クリックする。 右クリックメニューからプロパティの追加をクリックする。 プロパティの追加ウインドウが開く。 最上段のタイプの右端の下矢印をクリックしてプルダウンメニューを表示する。 プルダウンメニューの中から、App Property Linkを選んでクリックする。 タイプがApp Property Linkになっていることと、下の□グループ名をプレフィックスにするのチェックが外れていることを確認する。 名前の欄にMaterialと入力してOKをクリックする。 作業画面に戻ると、データ...

建築オブジェクトにはMaterialプロパティ があるので、これを設定してレンダリングに反映できるか試してみる。 マテリアル作成ツールはBIMワークベンチにあるが、同じアイコンがRenderワークベンチにもある。見た目は同じだが、クリックしてみるとプリセットの項目に違いがある。 Renderワークベンチのプリセットには「RENDER-」が付いていて、レンダリング用の設定がされているようである。（技術ドキュメントにも、新しいマテリアルと書いてある。） Renderワークベンチのマテリアル関係のツール は3つある。 Create Material は、マテリアル作成ウインドウを開いて、マテリアルを作成する。 Edit MaterialRender settings は、設定の詳細を変更できる。 Apply Material は、オブジェクトを選択し、MaterialApplierを開いてマテリアルを割付ける。これを使うとMaterialプロパティのリンクを経由しないで直接リンクできるので、操作が簡単になる。 Materialプロパティは、建築オブジェクトにしかないので、ソリッドにマテリアルオブジェクトを直接リンクすることはできなかったが、Renderワークベンチの Apply Materialツールを使うと、ソリッドにもMaterialプロパティが追加される ので、マテリアルオブジェクトをリンクすることができるようになる。 Apply Material でMaterialを設定すると、Labelの下にMaterialプロパティが追加されている。 BIMワークベンチのマテリアル作成ツールの使い方は、前々回に説明したのでRenderワークベンチのツールについて確認する。 ツールバーのマテリアル作成アイコンの横の矢印マークをクリックすると、プルダウンメニューで３つのツールが表示される。 マテリアル作成をクリックすると、マテリアル選択ウインドウ（RenderMaterial）が開く。 プリセット選択のプルダウンメニューで、使用できるRENDER-付のマテリアルが表示されるので選択する。 名前の右のボタンをクリックするとマテリアルエディタが開くことは、BIMのツールと同じであるが、特に設定は変えないのでクリックする必要はない。 OKすると、モデルタブにMaterialsグ...

　オブジェクトに着色すると、やはりレンダリングしたものも見たくなるので、いまの段階で分かる範囲でRenderワークベンチの使い方を確認する。 　FreeCAD本体にはレンダリング機能はないので、Renderワークベンチで外部のレンダリングソフトと連携することにより、FreeCADで直接レンダリングすることができるようになる。 　エクスポートして外部のレンダリングソフトに読み込んだ方が詳細な設定ができるが、モデルを変更した時に、また設定から繰り返さなければいけないとしたら、あまりやりたくない作業である。 　Renderワークベンチは、レイトレーシングワークベンチに代わる新しいワークベンチで、対応できるレンダリングエンジンの種類も増えている。これまではPov-RayとLuxRenderだけだったがBlenderのCyclesほか4種類が追加された。 　Blenderはネット上にも情報が多いのでBlenderCyclesを試してみたが、途中でエラーになりレンダリングできなかったので、LuxCoreRenderで挑戦することにした。 2024/04/19追記 レンダリングエンジンAppleseedについても使用方法が分かったので、別の記事 「Tips集　　RenderワークベンチでレンダリングエンジンAppleseedを使う」 にまとめてある。 Renderワークベンチで、LuxCoreRenderを使うまでの設定は次の通りである。 ①LuxCoreRenderをパソコンにインストールする。 ・LuxCoreRenderのホームページのダウンロードには何種類かのダウンロードファイルがあるが、中段あたりのスタンドアローンをダウンロードする。 ・ダウンロードしたzipファイルを解凍し、できたフォルダを適当な場所に移動する。 （インストールは不要で、解凍したフォルダ内の実行ファイルで起動できる。フォルダ名を変更してもよい。） ・FreeCADにLuxrenderの場所をリンクする必要があるので、場所を覚えておく。 ②アドオンマネージャーでRenderワークベンチをインストールする。 　BIMワークベンチをインストールした時と同じ方法で、Renderワークベンチをインストールする。 ③ワークベンチをRenderに変更して、初期設定する。 ・編集メニューの設定をクリックすると、設定ウ...

■マテリアルオブジェクトを作成する 　マテリアルオブジェクトは、建築オブジェクトのmaterialプロパティとリンクさせることで、オブジェクトの属性を定義するオブジェクトである。 この中に、色の情報も含まれているので、これを設定してみる。 ツールバーの  マテリアル作成ツールをクリックするとタスクタブに「建材の品質表示」が開くので、そのままOKをクリックすると、モデルタブにMaterialsとその下層にMaterialオブジェクトができる。 ここで、もう一度マテリアル作成ツールをクリックすると、「マテリアルを選択」が開く。 下の［新しいマテリアルを作成］をクリックして、「建材の品質表示」のウインドウを表示する。 プリセットを選択を展開して材料を選択する。 標準では、金属、プラスチック、コンクリート、木材などの構造解析に必要となる材料とその属性が登録されている。 プリセットで例としてABS-Genericを選択してみる。 名前の欄にABSが自動的に入力される。 色などの設定を変更したい場合は、名前を変更しておいた方がよい。 ここで、マテリアルの色、SectionColor、透明度を設定できる。 標準では、グレーになっているので、オブジェクトに着色する場合はここを変更する。 名前ABSの右のボタンをクリックすると、MaterialEditorが開き、詳細な属性を設定することができるが、最初は標準のままでよいので、MaterialEditorまで開く必要は無い。 MaterialEditorのオプションには、一般情報のほかに、機械、熱、電気、建築、レンダリング、コストなどの情報を設定できる。 専門的な解析のための属性情報なので、詳細な設定は必要になった時に設定すればよい。 OKで戻ると、作成したマテリアルオブジェクトABSができている。 同様にして、他のマテリアルも作成する。 着色したい構造体を選択し、データタブでMaterialプロパティをクリックする。 右端のボタンをクリックして、マテリアルオブジェクトのリンクウインドウを開く。 リンクウインドウで、マテリアルオブジェクトを選択する。（ABS） OKで戻ると、データタブのMaterialプロパティにABSがリンクされている。 同様にして他のオブジェクトのmaterialプロパティもリンクする。 球体と立方体を...

　ここではオブジェクトにシェーディングで着色する方法について検討する。 　FreeCADにはレンダリング用にRenderワークベンチ（Raytracingワークベンチに代わる新しい最新のワークベンチ）がある。BlenderやPov-RayがFreeCADから使えると説明されているが、例によって設定方法や使い方の情報がほとんどないので、自由に操作できるようになるには時間がかかるかもしれない。 　特にレイトレーシングのレンダリングは、テクスチャーの設定が複雑で、計算にはパソコンパワーと時間が必要なので、建物のレンダリングの場合、ちょっと作ってみるには結構重い作業になる。 　作業の中で、建物に軽く着色したものを見てみたい程度なら、オブジェクトに直接着色した方が、そのままで作業を継続できるので、日常的な使用には便利である。 　Renderワークベンチについてはこのシリーズの後半で簡単な使い方を試してみるが、材料の質感などの詳細な設定が必要なら、データをエクスポートしてBlenderなどで読み込んで、細かく設定してからレンダリングする方が高品質なものを作成できる。 ■表示モードについて 　作業ビュー全体の表示モードはプルダウンメニューかショートカットキーで、ノーマル表示（V,1）、ワイヤーフレーム表示（V,3）、シェーディング表示（V,６）のように切り替えることができる。 　オブジェクト単位でも、同様にプロパティでFlatLines、Wireframe、Shadedの切り替えができるので、表示方法を混在させることもできる。 　全体の表示モードが、そのまま（ノーマル）の場合は、オブジェクトで設定したモード、その他は全体で設定したモードが優先となる。 1.オブジェクトに着色する最も簡単な方法は、ビュータブのObjectStyleのカラーとサイズ、透明度（Transparency）を変更することである。 この部分は、オブジェクトの右クリックメニューの表示（Appearance）で、「表示のプロパティ」を出して、さらに詳細に設定することができる。 2．建築オブジェクトの場合、マテリアルオブジェクトを作成し、プロパティのMaterialにリンクすることで色を付けることができる。 １は、オブジェクトの種類に関係なく使用できる方法である。 ２は、建築オブジェクトに特有のmaterialプロ...